Motori asincroni monofase
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I motori asincroni monofase possono essere utilizzati nelle più svariate applicazioni, in particolare nell'ambito degli impianti civili. Di seguito vengono riportate le caratteristiche essenziali dei motori asincroni monofase e dei motori asincroni trifase alimentati come monofase.Il seguente lavoro è una rielaborazione tratta dal libro "Fondamenti di impianti elettrici civili ed industriali con schemario ed esercitazioni pratiche" di M. Barezzi, pubblicato dalla Editrice San Marco, a cui si rimanda per eventuali approfondimenti (es. forma costruttiva, grado di protezione, tipo di servizio, metodi di raffreddamento, guasti e malfunzionamenti, ecc.).

1. Caratteristiche peculiari dei motori asincroni monofase

Quando non è disponibile un'alimentazione trifase, è possibile utilizzare i motori asincroni monofase per macchine come seghe circolari, perforatrici, macchine d'aspirazione e ventilazione, elettrodomestici, macchine per l'ufficio.
I motori monofase ad induzione sono costruttivamente molto simili ai motori asincroni trifase a cui si rimanda per la descrizione delle parti costruttive come lo statore, l'albero, per le forme costruttive, i sistemi di raffreddamento, le classi di isolamento, ecc. e per come questi tipi di motori sono dotati di avvolgimenti statorici e rotorici.
Normalmente il rotore è del tipo a gabbia di scoiattolo e lo statore presenta solo due avvolgimenti: uno principale (di marcia) e uno ausiliario (di avviamento).
Ed è proprio l'avvolgimento ausiliario che consente, mediante l'uso di opportuni accorgimenti, l'avviamento di questo tipo di motore; infatti, alimentando il solo avvolgimento principale, non si ottiene un campo rotante necessario per porre in rotazione il rotore, ma un campo magnetico alternato che è la risultante dalla sovrapposizione di due vettori rotanti in senso opposto dimezzato rispetto a quello principale.

Fig. 1 - Esempi di motori asincroni monofase, da notare la presenza sui motori dei condensatori di avviamento (Carpanelli).

Il rotore in tali condizioni non può mettersi in rotazione, perchè viene sollecitato nei due sensi con una coppia di uguale valore.
Però se con l'intervento di una forza esterna lo si lancia in una direzione o nell'altra, si viene a rompere l'equilibrio delle due coppie opposte a favore di quella che sollecita il rotore nel senso della forza esterna.
In questo caso il motore proseguirà nella sua rotazione anche se viene a mancare la forza esterna che l'ha lanciato in rotazione.
È chiaro che un motore che dovesse essere lanciato manualmente, o con altri sistemi, non sarebbe praticamente utilizzabile e non avrebbe potuto trovare quella diffusione che il motore monofase ad induzione ha avuto.

Fig. 2 - Esempio di motore asincrono monofase (Seipee).

Legenda:
(1) gruppo albero motore - 2) linguetta - 3) flangia per montaggio tipo B5 - (4) coprimorsettiera - (5) porta coprimorsettiera - (6) morsettiera completa di parti metalliche - (7) bocchettone entrata cavi - (8) carcassa motore forma B5 - (9) scudo posteriore (uguale allo scudo anteriore)(10) ventola di raffreddamento - (11) corteco (protezione contro la penetrazione di polveri fini o getti d'acqua) - (12) cuscinetto posteriore (uguale al cuscinetto anteriore) - (13) piedini di fissaggio - (14) convogliatore d'aria - (15) anello di compensazione

Dal punto di vista costruttivo, gli avvolgimenti di marcia e di avviamento vengono montati con uno sfasamento di 90° elettrici; inoltre è necessario, affinchè il motore possa autoavviarsi, che le correnti presenti nei due avvolgimenti siano sfasate il più possibile, in modo da creare un campo magnetico rotante in un senso ben definito così da permettere l'avviamento del motore.
Lo sfasamento può essere ottenuto con un avvolgimento ausiliario resistivo oppure ponendo in serie sempre all'avvolgimento ausiliario un condensatore di avviamento di capacità opportuna; quest'ultima soluzione è di solito la preferita anche perchè non sono necessari normalmente interruttori centrifughi che disinseriscano l'avvolgimento ausiliario.
Il motore con il condensatore di avviamento diventa un vero e proprio motore bifase.
L'avvolgimento ausiliario viene costruito con un filo di sezione abbastanza simile a quello di marcia, ed anche le cave occupate dall'avvolgimento ausiliario possono essere di poco inferiori a quelle del principale, in alcuni casi anzi i due avvolgimenti sono molto simili, sia per numero di cave occupate che per numero di spire.
Di seguito viene mostrato a titolo di esempio lo schema di avvolgimento di un motore asincrono monofase, nel quale è possibile notare la presenza dell'avvolgimento principale (U1-U2) e dell'avvolgimento ausiliario (Z1-Z2), che occupa in questo caso solo la terza parte del numero totale delle cave.

Fig. 3 - Avvolgimento statorico per motore asincrono monofase a gabbia con 24 cave, semplice strato, a spirale embricate, 4 poli, avvolgimento principale con passo Yn = 4, avvolgimento ausiliario con passo Yn = 5, collegamento delle matasse in serie, 4 morsetti. a) Schema circolare - b) Tabella d'avvolgimento - c) Schema rettangolare (Pirini).

continua...